WO2012025985A1 - 風力発電装置及び風車用タワー施工方法 - Google Patents

風力発電装置及び風車用タワー施工方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2012025985A1
WO2012025985A1 PCT/JP2010/064231 JP2010064231W WO2012025985A1 WO 2012025985 A1 WO2012025985 A1 WO 2012025985A1 JP 2010064231 W JP2010064231 W JP 2010064231W WO 2012025985 A1 WO2012025985 A1 WO 2012025985A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tower
wind turbine
outer cylinder
pipe structure
concrete
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/064231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
光弘 吉村
裕 堀江
Original Assignee
三菱重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to PCT/JP2010/064231 priority Critical patent/WO2012025985A1/ja
Priority to KR1020117007104A priority patent/KR20120073154A/ko
Priority to CN2010800027485A priority patent/CN102713277A/zh
Priority to AU2010249278A priority patent/AU2010249278A1/en
Priority to BRPI1004557A priority patent/BRPI1004557A2/pt
Priority to JP2010547776A priority patent/JP5314708B2/ja
Priority to CA2722226A priority patent/CA2722226A1/en
Priority to EP10787984.3A priority patent/EP2610488A1/en
Priority to US12/964,089 priority patent/US20110138731A1/en
Publication of WO2012025985A1 publication Critical patent/WO2012025985A1/ja

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/18Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures movable or with movable sections, e.g. rotatable or telescopic
    • E04H12/185Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures movable or with movable sections, e.g. rotatable or telescopic with identical elements
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/08Structures made of specified materials of metal
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04HBUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H12/00Towers; Masts or poles; Chimney stacks; Water-towers; Methods of erecting such structures
    • E04H12/02Structures made of specified materials
    • E04H12/12Structures made of specified materials of concrete or other stone-like material, with or without internal or external reinforcements, e.g. with metal coverings, with permanent form elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/10Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/22Foundations specially adapted for wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/912Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a tower
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines

Definitions

  • the present invention relates to a wind turbine generator for generating power by installing a nacelle on the top of a wind turbine tower and a wind turbine tower construction method.
  • a wind turbine generator is a device that generates power by a generator that is driven by rotating a rotor head provided with wind turbine blades by receiving wind force and increasing the speed of the rotation by a gearbox.
  • the rotor head described above is installed on a wind turbine tower (hereinafter referred to as “tower”) and attached to the end of a nacelle that can be yaw-turned so that it can rotate about a substantially horizontal lateral rotation axis. It is supported by.
  • the tower for wind turbines mentioned above often adopts a steel monopole type using a cylindrical tower shell, and the base plate provided at the lower end of the tower shell is fixed to the reinforced concrete foundation with anchor bolts. Or a structure in which the shell is directly embedded in the foundation.
  • the tower shell mentioned above uses what welded the edge parts which curved the steel plate in the cylinder shape.
  • the following patent document discloses a basic structure applied to a pile type tower structure such as a tower structure for a wind power generator.
  • a pile type tower structure such as a tower structure for a wind power generator.
  • the process waits for the concrete to harden and proceeds to the next step.
  • wind power generators have a tendency to increase output, and therefore, it is necessary to increase the size and height of towers.
  • Such an increase in the size and height of the tower generally involves an increase in tower diameter and an increase in thickness.
  • the tower of a general wind power generator is manufactured by dividing a length direction and the like at a factory to produce a plurality of parts, and transporting each part to the site for assembly. For this reason, the increase in the size and height of the tower is subject to restrictions on transportation restrictions stipulated on public roads and the like when each part is transported from the factory to the site.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a wind turbine generator having a tower structure that can cope with an increase in size and a height while avoiding restrictions on transportation limits, and It is to provide a tower construction method for a windmill.
  • the wind turbine generator according to the present invention is a wind turbine generator that generates power by installing a nacelle on an upper part of a monopole type wind turbine tower connected to a cylindrical tower shell, and the wind turbine tower includes at least a lower end of the tower.
  • a double tube structure is provided on the side.
  • the wind turbine tower is provided with a double-pipe structure at least on the lower end side of the tower, so that the rigidity of the wind turbine tower is increased to cope with an increase in the height and diameter. be able to.
  • the double-pipe structure portion has the tower shell as an inner cylinder, an outer cylinder is provided so as to surround an outer periphery of the inner cylinder, and the inner cylinder and the outer cylinder are connected to each other.
  • the outer cylinder may have a truncated cone shape whose upper end side is connected to the outer peripheral surface of the inner cylinder and whose diameter gradually increases toward the lower end side.
  • the outer cylinder can be divided into a plurality of circumferential directions and can be conveyed separately from the inner cylinder. That is, when the diameter of the wind turbine tower is increased, it is desirable that the outer cylinder is separated from the inner cylinder.
  • a more preferable outer cylinder structure can be divided into a plurality of circumferential directions and transported to the site. Assembling is possible.
  • the double-pipe structure part preferably includes a concrete-filled layer filled with concrete between the inner cylinder and the outer cylinder, whereby the rigidity can be further increased.
  • a protrusion projecting from the wall surface of the inner cylinder and the outer cylinder into the concrete filling layer is provided.
  • the wind turbine tower construction method for a wind turbine generator according to the present invention is a wind turbine tower construction method for a wind turbine generator that generates electricity by installing a nacelle on the top of a monopole wind turbine tower connected to a cylindrical tower shell.
  • the tower for wind turbines is provided with a double pipe structure part filled with concrete between the inner cylinder and the outer cylinder at least on the lower end side of the tower, and the tower shell is connected to the upper side of the double pipe structure part.
  • the tower shell connecting step is performed in parallel with the concrete placing step of filling the double pipe structure with concrete.
  • the tower shell connecting step of connecting the tower shell to the upper portion of the double pipe structure part is a concrete placing process for filling the double pipe structure part with concrete. Since it implements in parallel, the tower for windmills can be made highly rigid in substantially the same construction period as the conventional structure.
  • the windmill tower can be made highly rigid, it is possible to cope with an increase in size and height while avoiding restrictions on transportation restrictions. Further, according to the wind turbine tower construction method of the wind turbine generator of the present invention, even if it is a wind turbine tower that can be further increased in rigidity by performing the concrete placing process, the construction period is substantially the same as the conventional construction period. Construction by is possible.
  • FIG. 1 It is a schematic perspective view which shows one Embodiment of a double-pipe structure part about the tower for windmills of the wind power generator which concerns on this invention.
  • a wind turbine generator 1 shown in FIG. 10 includes a windmill tower (hereinafter referred to as “tower”) 2 erected on the foundation B, a nacelle 3 installed at the upper end of the tower 2, and a substantially horizontal lateral direction. And a rotor head 4 provided on the front end side of the nacelle 3 so as to be rotatable around the rotation axis of the nacelle 3.
  • tower windmill tower
  • nacelle 3 installed at the upper end of the tower 2
  • a substantially horizontal lateral direction and a rotor head 4 provided on the front end side of the nacelle 3 so as to be rotatable around the rotation axis of the nacelle 3.
  • a plurality of (for example, three) wind turbine blades 5 are attached to the rotor head 4 in a radial pattern around the rotation axis. Thereby, the force of the wind which hits the windmill blade 5 from the rotation axis direction of the rotor head 4 is converted into power for rotating the rotor head 4 around the rotation axis.
  • the tower 2 of the wind power generator 1 described above is a monopole type in which a plurality of cylindrical tower shells are connected.
  • the double pipe structure 20 is provided at least on the lower end side of the tower. I have.
  • the double-pipe structure part 20 has a tower shell 2a of the tower 2 as an inner cylinder, and an outer cylinder 21 is provided so as to surround the outer periphery of the tower shell 2a, and between the tower shell 2a and the outer cylinder 21 is provided.
  • Connecting members such as ribs 22 and flanges 23 are provided at appropriate positions, and are integrally connected by welding, bolt connection, or the like.
  • the lowermost tower shell 2 a and the outer cylinder 21 are fixed on a common base plate 10.
  • each of them has its own base plate.
  • a structure in which the outer cylinder 21 is assembled on site is desirable.
  • the double-pipe structure 20 configured as described above is fixed to the foundation B by passing the anchor bolts 12 through the bolt holes 11 provided in the base plate 10 and tightening the nuts 13 to the anchor bolts 12.
  • the bolt holes 11 are provided on both the inner and outer sides of the tower shell 2a and the outer cylinder 21, but the present invention is not limited to this.
  • reference numeral 2b denotes a flange portion for connecting the tower shell 2a
  • reference numeral 14 denotes a grout layer.
  • the double pipe structure 20 described above is connected to the outer cylinder 21 larger than the diameter of the tower shell 2a and can transmit force, the double pipe structure 20 on the lower end side of the tower 2 is Since the cross-sectional area is increased and the tower shell 2a and the outer cylinder 21 correspond to input as an integral strength member, the rigidity of the tower 2 is increased. Such an increase in rigidity of the tower 2 facilitates an increase in the height and diameter of the tower 2 associated with an increase in the output of the wind turbine generator 1. Further, the high rigidity of the tower 2 enables the tower shell 2a to be reduced in diameter and thinned by the amount of the high rigidity provided by the double pipe structure 20.
  • the outer cylinder 21 is a separate structure that is installed locally, the tower shell 2a that is transported from the factory to the site is manufactured within the limits of the transport limit, and the outer cylinder 21 is finally installed on site, which is necessary. Rigidity can be ensured.
  • the outer cylinder 21 in this case is conveyed to the site by dividing the circumferential direction of the cylindrical shape into a plurality of parts (in the example shown in the figure, four divisions) like an outer cylinder 21 'shown in FIG. 7, and the flange portion 21a is bolted. -A bolt connection structure in which the nut 24 is used is desirable.
  • a welding structure may be employed in which the end portions of the members are joined on-site by the welding portion 25 at the corners of the rectangular cross section. .
  • the structure part 20 can increase the rigidity corresponding to the increase in the diameter of the tower 2.
  • the outer cylinder 21 described above has been described as a cylindrical shape having a larger diameter than the cylindrical tower shell 2a.
  • the outer cylinder 21B having a hexagonal cross section shown in FIG. 6 may be used, and the cross-sectional shape thereof is not particularly limited.
  • the outer cylinder 21C of the third modified example shown in FIG. 9 is connected to the outer peripheral surface of the tower shell 21a whose upper end side is the inner cylinder, and gradually increases in diameter toward the lower end side that becomes the foundation B side. It has become.
  • Such a truncated cone-shaped outer cylinder 21 ⁇ / b> C can increase the tower rigidity to the same extent even if it has a low height as compared with the one having the same cross-sectional shape in the height direction.
  • the double-pipe structure part 20 mentioned above is equipped with the concrete filling layer 30 which filled concrete between the tower shell 2a used as an inner cylinder, and the outer cylinder 21, like the double-pipe structure part 20A shown in FIG. It is desirable that That is, the double pipe structure portion 20A provided with the concrete filling layer 30 increases the strength against compressive stress particularly from the properties of the concrete, compared to the double pipe structure portion 20 which is not filled with concrete and is a space. Further, the rigidity is increased.
  • the concrete layer 30 described above is provided with a protruding portion such as a stud dowel 31 that protrudes from the outer wall surface of the tower shell 2 a and the inner wall surface of the outer cylinder 21 to the concrete filling layer 30.
  • a protruding portion such as a stud dowel 31 that protrudes from the outer wall surface of the tower shell 2 a and the inner wall surface of the outer cylinder 21 to the concrete filling layer 30.
  • a protruding portion such as a stud dowel 31 that protrudes from the outer wall surface of the tower shell 2 a and the inner wall surface of the outer cylinder 21 to the concrete filling layer 30.
  • a stud gibber 31 is firmly connected and integrated between the tower shell 2a and the outer cylinder 21 and the concrete filling layer 30, it is possible to further increase the rigidity.
  • Such a concrete filled layer 30 can also be formed between the outer cylinders 21A to 21C and the tower shell 2a of the above-described modifications.
  • the tower 2 of the wind power generator 1 provided with the double pipe structure part 20A mentioned above is constructed by the following construction method. That is, the tower construction method for a wind turbine provided with the double-pipe structure portion 20A in which concrete is filled between the tower shell 2a and the outer cylinder 21 at least on the lower end side of the tower to form the concrete filling layer 30 is provided with two tower shells 2a.
  • the tower shell connecting step of connecting the upper portion of the heavy pipe structure portion 20A is performed in parallel with the concrete placing step of filling the double pipe structure portion 20A with concrete.
  • Such a tower construction method for windmills is possible because the solidification state of the concrete cast in the concrete filling layer 30 does not affect the tower shell connection process.
  • the tower shell connecting step of connecting the tower shell 2a to the upper side of the double pipe structure 20A is hardly affected by the concrete placing process of the double pipe structure 20A that takes time for solidification of the concrete. Since it can be carried out in parallel, the construction period is hardly extended. Therefore, it is possible to construct the tower 2 with high rigidity by providing a structure with the double pipe structure 20A capable of achieving high rigidity by substantially the same construction period as the conventional structure without the double pipe structure 20A. it can.
  • the tower 2 can be made highly rigid by the double pipe structures 20 and 20A, so that the large size of the wind power generator 1 can be avoided while avoiding restrictions on transportation restrictions. Can cope with the increase in the height of the tower 2 and tower 2.
  • the tower 2 is provided with the double-pipe structure portion 20A that can further increase the rigidity by performing the concrete placing process.
  • this invention is not limited to embodiment mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
  • Wind turbine generator 2 Wind turbine tower 2a Tower shell (inner cylinder) 3 Nacelle 10 Base plate 20, 20A Double pipe structure 21, 21a-21C Outer cylinder 30 Concrete filling layer 31 Stud gibber (projection)

Abstract

 輸送限界の制約を回避しつつ大型化や高層化に対応できるようにしたタワー構造の風力発電装置を提供する。円筒形状のタワーシェル(2a)を連結したモノポール式のタワー上部にナセルを設置して発電する風力発電装置において、タワー(2)は、少なくともタワー下端部側に二重管構造部(20)を備えている。

Description

風力発電装置及び風車用タワー施工方法
 本発明は、風車用タワーの上部にナセルを設置して発電する風力発電装置及び風車用タワー施工方法に関する。
 風力発電装置は、風車翼を備えたロータヘッドが風力を受けて回転し、この回転を増速機により増速するなどして駆動される発電機により発電する装置である。
 上述したロータヘッドは、風車用タワー(以下、「タワー」と呼ぶ)上に設置されてヨー旋回可能なナセルの端部に取り付けられ、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能となるように支持されている。
 一般的に、上述した風車用のタワーは、円筒形状のタワーシェルを用いた鋼製モノポール式を採用する場合が多く、タワーシェルの下端部に設けたベースプレートを鉄筋コンクリートの基礎にアンカーボルトで固定する構造、もしくはシェルを直接基礎に埋め込む構造となっている。なお、上述したタワーシェルは、鉄板を筒状に湾曲させた端部同士を溶接したものが使用される。
 下記の特許文献には、たとえば風力発電装置用タワー構造物のように、パイルタイプのタワー構造物に適用される基礎構造が開示されている。この場合、基礎とタワー構造物との結合部においては、コンクリートが固まるのを待って次の工程に進むことになる。
米国特許出願公開第2006/0185279号明細書
 近年、風力発電装置は大出力化する傾向にあるため、タワーの大型化及び高層化が必要となっている。このようなタワーの大型化及び高層化は、一般的にはタワー径の拡大や肉厚の増大を伴うものとなる。
 一方、一般的な風力発電装置のタワーは、工場で長さ方向等を分割して複数のパーツが製作され、各パーツを現地まで輸送して組み立てられる。このため、タワーの大型化及び高層化は、工場から現地まで各パーツを輸送する際において、公道等に規定されている輸送制限の制約を受ける。
 このため、上述した輸送制限の制約から、タワーの大型化や高層化には自ずと限界がある。
 本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、輸送限界の制約を回避しつつ大型化や高層化に対応できるようにしたタワー構造を有する風力発電装置及び風車用タワー施工方法を提供することにある。
 本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
 本発明の風力発電装置は、筒形状のタワーシェルを連結したモノポール式の風車用タワーの上部にナセルを設置して発電する風力発電装置であって、前記風車用タワーは、少なくともタワー下端部側に二重管構造部を備えていることを特徴とするものである。
 このような風力発電装置によれば、風車用タワーは、少なくともタワー下端部側に二重管構造部を備えているので、風車用タワーの剛性を高くして高層化や大径化に対応することができる。
 この場合、前記二重管構造部は、前記タワーシェルを内筒とし、該内筒の外周を取り囲むように外筒を設けるとともに、前記内筒と前記外筒との間を連結することが好ましい。
 また、前記外筒は、上端部側が前記内筒の外周面に連結されるとともに、下端部側へ徐々に拡径する円錐台形状としてもよい。
 上記の発明において、前記外筒は、周方向を複数に分割可能とされ、かつ、前記内筒と別体に搬送可能であることが好ましい。
 すなわち、風車タワーが大径化する場合には、外筒を内筒と別体構造とすることが望ましく、より好ましい外筒の構造は、周方向を複数に分割して現地まで搬送でき、現地組立を可能にしたものである。
 上記の発明において、前記二重管構造部は、内筒と外筒との間にコンクリートを充填したコンクリート充填層を備えていることが好ましく、これにより、さらに剛性を高くすることができる。
 この場合、前記内筒及び前記外筒の壁面から前記コンクリート充填層に突出する突起部を備えていることが好ましい。
 本発明の風力発電装置の風車用タワー施工方法は、筒形状のタワーシェルを連結したモノポール式の風車用タワーの上部にナセルを設置して発電する風力発電装置の風車用タワー施工方法であって、前記風車用タワーは、少なくともタワー下端部側に内筒及び外筒間にコンクリートを充填した二重管構造部を備え、前記タワーシェルを前記二重管構造部の上方へ連結していくタワーシェル連結工程を、前記二重管構造部にコンクリートを充填するコンクリート打設工程と並行して実施することを特徴とするものである。
 このような風力発電装置の風車用タワー施工方法は、タワーシェルを二重管構造部の上方へ連結していくタワーシェル連結工程を、二重管構造部にコンクリートを充填するコンクリート打設工程と並行して実施するので、従来構造と略同じ工期で風車用タワーを高剛性化することができる。
 本発明の風力発電装置によれば、風車用タワーを高剛性化できるので、輸送制限の制約を回避しつつ、大型化や高層化に対応できるようになる。
 また、本発明の風力発電装置の風車用タワー施工方法によれば、コンクリート打設工程を実施することでより一層の高剛性化が可能となる風車用タワーであっても、従来と略同じ工期による施工が可能となる。
本発明に係る風力発電装置の風車用タワーについて、二重管構造部の一実施形態を示す概略斜視図である。 図1の二重管構造部を示す縦断面図である。 コンクリート充填層を形成した二重管構造部を示す縦断面図である。 コンクリート充填層に突出する突起部を備えた二重管構造部の部分拡大断面図である。 二重管構造部の第1変形例として、外筒を矩形断面とした概略斜視図である。 二重管構造部の第2変形例として、外筒を六角形断面とした概略斜視図である。 外筒の分割構造例として、ボルト結合構造を示す断面図である。 外筒の分割構造例として、溶接構造を示す断面図である。 二重管構造部の第3変形例として、外筒を円錐台形状とした概略斜視図である。 風力発電装置の概要を示す側面図である。
 以下、本発明に係る風力発電装置及び風車用タワー施工方法について、一実施形態を図面に基づいて説明する。
 図10に示す風力発電装置1は、基礎B上に立設される風車用タワー(以下では「タワー」と呼ぶ)2と、タワー2の上端に設置されるナセル3と、略水平な横方向の回転軸線周りに回転可能に支持されてナセル3の前端部側に設けられるロータヘッド4とを有している。
 ロータヘッド4には、その回転軸線周りに放射状にして複数枚(たとえば3枚)の風車翼5が取り付けられている。これにより、ロータヘッド4の回転軸線方向から風車翼5に当たった風の力が、ロータヘッド4を回転軸線周りに回転させる動力に変換されるようになっている。
 上述した風力発電装置1のタワー2は、円筒形状のタワーシェルを複数連結したモノポール式とされ、たとえば図1及び図2に示すように、少なくともタワー下端部側に二重管構造部20を備えている。
 二重管構造部20は、タワー2のタワーシェル2aを内筒とし、タワーシェル2aの外周を取り囲むようにして外筒21を設けたものであり、タワーシェル2aと外筒21との間は、適所にリブ22やフランジ23等の連結部材を設け、溶接やボルト結合等により一体に連結されている。
 図2に示す構成例では、最も下段のタワーシェル2aと外筒21とが共通のベースプレート10上に固定されているが、特に、タワー径が大きい場合には、各々独自のベースプレートを採用する別体構造とし、外筒21を現地で組み付ける構造が望ましい。
 このように構成された二重管構造部20は、ベースプレート10に多数設けられたボルト穴11にアンカーボルト12を通すとともに、アンカーボルト12にナット13を締め付けて基礎Bに固定される。図示の構成例では、タワーシェル2a及び外筒21の内外両側にボルト穴11を設けているが、これに限定されることはない。なお、図中の符号2bはタワーシェル2aを連結するためのフランジ部、符号14はグラウト層である。
 上述した二重管構造部20は、タワーシェル2aの径より大きな外筒21と連結されて力の伝達が可能になっているので、タワー2の下端部側では、二重管構造部20が断面積を増大させ、タワーシェル2a及び外筒21が一体の強度部材として入力に対応するので、タワー2の剛性は高くなる。
 このようなタワー2の高剛性化は、風力発電装置1の大出力化に伴うタワー2の高層化や大径化を容易にする。また、タワー2の高剛性化は、二重管構造部20により高剛性化した分、タワーシェル2aの小径化や薄肉化を可能にする。
 特に、外筒21を現地で取り付ける別体構造とすれば、工場から現地まで搬送するタワーシェル2aを輸送限界の制約内で製作し、現地で最終的に外筒21を取り付けることにより、必要な剛性を確保することができる。
 この場合の外筒21は、たとえば図7に示す外筒21′のように、円筒形状の周方向を複数に分割(図示の例では4分割)して現地まで搬送し、フランジ部21aをボルト・ナット24で結合するボルト結合構造が望ましい。あるいは、たとえば図8に示す外筒21″のように、矩形状断面の角部において、部材の端部同士を溶接部25により現地で接合し、筒状にする溶接構造を採用してもよい。
 すなわち、タワーシェル2aより径の大きい外筒21は、周方向を分割して現地で組立可能な構造とすることにより、搬送限界の制約を容易に回避することができるため、上述した二重管構造部20は、タワー2の大径化に対応して剛性を増すことができる。
 ところで、上述した外筒21は、円筒形状のタワーシェル2aより大径の円筒形状として説明したが、たとえば第1変形例として図5に示す矩形断面の外筒21Aや、第2変形例として図6に示す六角形断面の外筒21Bとしてもよく、その断面形状が特に限定されることはない。
 また、図9に示す第3変形例の外筒21Cは、上端部側が内筒となるタワーシェル21aの外周面に連結され、基礎B側となる下端部側へ徐々に拡径する円錐台形状となっている。このような円錐台形状の外筒21Cは、高さ方向の断面形状を同一にしたものと比較すれば、高さの低いものでも同等までタワー剛性を増すことができる。
 上述した二重管構造部20は、たとえば図3に示す二重管構造部20Aのように、内筒となるタワーシェル2aと外筒21との間にコンクリートを充填したコンクリート充填層30を備えていることが望ましい。すなわち、コンクリート充填層30を備えた二重管構造部20Aは、コンクリートを充填せずに空間とした二重管構造部20と比較して、特にコンクリートの特性から圧縮応力に対する強度を増すので、さらに高剛性化したものとなる。
 上述したコンクリート層30は、たとえば図4に示すように、タワーシェル2aの外壁面及び外筒21の内壁面からコンクリート充填層30に突出するスタッドジベル31のような突起部を備えていることが好ましい。このようなスタッドジベル31は、タワーシェル2a及び外筒21とコンクリート充填層30との間を強固に結合して一体化するので、さらなる高剛性化が可能になる。
 なお、このようなコンクリート充填層30は、上述した各変形例の外筒21A~21Cとタワーシェル2aとの間に形成することも可能である。
 ところで、上述した二重管構造部20Aを備えた風力発電装置1のタワー2は、下記のような施工方法により施工される。
 すなわち、少なくともタワー下端部側にタワーシェル2a及び外筒21間にコンクリートを充填してコンクリート充填層30を形成した二重管構造部20Aを備えた風車用タワー施工方法は、タワーシェル2aを二重管構造部20Aの上方へ連結していくタワーシェル連結工程を、二重管構造部20Aにコンクリートを充填するコンクリート打設工程と並行して実施する。
 このような風車用タワー施工方法は、コンクリート充填層30に打設されたコンクリートの固化状況が、タワーシェル連結工程に影響しないため可能になったものである。
 この結果、タワーシェル2aを二重管構造部20Aの上方へ連結していくタワーシェル連結工程は、コンクリート固化に時間を要する二重管構造部20Aのコンクリート打設工程からほとんど影響を受けずに並行して実施することができるので、工期が延びることはほとんどない。従って、二重管構造部20Aのない従来構造と略同じ工期により、優れた高剛性化を達成できる二重管構造部20Aを設けた構造にして、高剛性化したタワー2を施工することができる。
 このように、上述した実施形態の風力発電装置1によれば、二重管構造部20,20Aによりタワー2を高剛性化できるので、輸送制限の制約を回避しつつ、風力発電装置1の大型化やタワー2の高層化に対応できる。
 また、上述した実施形態の風車用タワー施工方法を採用することにより、コンクリート打設工程を実施することでより一層の高剛性化が可能となる二重管構造部20Aを備えたタワー2であっても、従来と略同じ工期による施工が可能となる。
 なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することができる。
  1 風力発電装置
  2 風車用タワー(タワー)
  2a タワーシェル(内筒)
  3 ナセル
 10 ベースプレート
 20,20A 二重管構造部
 21,21a~21C 外筒
 30 コンクリート充填層
 31 スタッドジベル(突起部)
 

Claims (7)

  1.  筒形状のタワーシェルを連結したモノポール式の風車用タワーの上部にナセルを設置して発電する風力発電装置であって、
     前記風車用タワーは、少なくともタワー下端部側に二重管構造部を備えていることを特徴とする風力発電装置。
  2.  前記二重管構造部は、前記タワーシェルを内筒とし、該内筒の外周を取り囲むように外筒を設けるとともに、前記内筒と前記外筒との間が連結されていることを特徴とする請求項1に記載の風力発電装置。
  3.  前記外筒は、上端部側が前記内筒の外周面に連結されるとともに、下端部側へ徐々に拡径する円錐台形状であることを特徴とする請求項2に記載の風力発電装置。
  4.  前記外筒は、周方向を複数に分割可能とされ、かつ、前記内筒と別体に搬送可能であることを特徴とする請求項2に記載の風力発電装置。
  5.  前記二重管構造部は、内筒と外筒との間にコンクリートを充填したコンクリート充填層を備えていることを特徴とする請求項2に記載の風力発電装置。
  6.  前記内筒及び前記外筒の壁面から前記コンクリート充填層に突出する突起部を備えていることを特徴とする請求項5に記載の風力発電装置。
  7.  筒形状のタワーシェルを連結したモノポール式の風車用タワーの上部にナセルを設置して発電する風力発電装置の風車用タワー施工方法であって、
     前記風車用タワーは、少なくともタワー下端部側に内筒及び外筒間にコンクリートを充填した二重管構造部を備え、
     前記タワーシェルを前記二重管構造部の上方へ連結していくタワーシェル連結工程を、前記二重管構造部にコンクリートを充填するコンクリート打設工程と並行して実施することを特徴とする風力発電装置の風車用タワー施工方法。
     
PCT/JP2010/064231 2010-08-24 2010-08-24 風力発電装置及び風車用タワー施工方法 WO2012025985A1 (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/064231 WO2012025985A1 (ja) 2010-08-24 2010-08-24 風力発電装置及び風車用タワー施工方法
KR1020117007104A KR20120073154A (ko) 2010-08-24 2010-08-24 풍력 발전 장치 및 풍차용 타워 시공 방법
CN2010800027485A CN102713277A (zh) 2010-08-24 2010-08-24 风力发电装置及风车用塔架施工方法
AU2010249278A AU2010249278A1 (en) 2010-08-24 2010-08-24 WInd turbine generator and construction method for wind turbine tower
BRPI1004557A BRPI1004557A2 (pt) 2010-08-24 2010-08-24 gerador de turbina eólica e método de construção para torre de turbina eólica
JP2010547776A JP5314708B2 (ja) 2010-08-24 2010-08-24 風力発電装置及び風車用タワー施工方法
CA2722226A CA2722226A1 (en) 2010-08-24 2010-08-24 Wind turbine generator and construction method for wind turbine tower
EP10787984.3A EP2610488A1 (en) 2010-08-24 2010-08-24 Wind turbine device and method for constructing tower for blade wheel
US12/964,089 US20110138731A1 (en) 2010-08-24 2010-12-09 Wind turbine generator and construction method for wind turbine tower

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2010/064231 WO2012025985A1 (ja) 2010-08-24 2010-08-24 風力発電装置及び風車用タワー施工方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/964,089 Continuation US20110138731A1 (en) 2010-08-24 2010-12-09 Wind turbine generator and construction method for wind turbine tower

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012025985A1 true WO2012025985A1 (ja) 2012-03-01

Family

ID=44141366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/064231 WO2012025985A1 (ja) 2010-08-24 2010-08-24 風力発電装置及び風車用タワー施工方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110138731A1 (ja)
EP (1) EP2610488A1 (ja)
JP (1) JP5314708B2 (ja)
KR (1) KR20120073154A (ja)
CN (1) CN102713277A (ja)
AU (1) AU2010249278A1 (ja)
BR (1) BRPI1004557A2 (ja)
CA (1) CA2722226A1 (ja)
WO (1) WO2012025985A1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012024412A1 (de) 2012-12-14 2014-06-18 Senvion Se Verfahren zur Verankerung einer Gründungsstruktur und Gründungsstruktur
CN103114568A (zh) * 2013-03-17 2013-05-22 浙江海洋学院 应用于海洋工程的建筑支撑设备
CA2940979C (en) * 2014-02-28 2022-04-05 University Of Maine System Board Of Trustees Hybrid concrete - composite tower for a wind turbine and method of manufacturing
DE102015209661A1 (de) * 2015-05-27 2016-12-01 Rwe Innogy Gmbh Verfahren zur Gründung eines Turmbauwerks sowie Onshore-Turmbauwerk
DE102015216444A1 (de) * 2015-08-27 2017-03-02 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlage
KR101742752B1 (ko) * 2016-03-14 2017-06-01 한국해양과학기술원 강재타워와 dsct를 결합한 하이브리드 풍력타워
DE102016206755A1 (de) * 2016-04-21 2017-10-26 Thyssenkrupp Ag Übergangskörper für einen Turm einer Windkraftanlage, Turm mit diesen sowie Verfahren zu dessen Errichtung
CN105888986B (zh) * 2016-06-21 2019-02-19 湖南科技大学 一种风机塔筒组件、塔筒以及塔筒安装方法
EP3631206A4 (en) * 2017-05-26 2021-01-06 Envision Energy (Jiangsu) Co., Ltd. CONE SHAPED PIN FOR TOWER WALL FIXING
CN108798189B (zh) * 2018-04-20 2020-04-14 合肥海银杆塔有限公司 一种新型高强度水泥杆塔
CN108868285A (zh) * 2018-05-07 2018-11-23 南京宁风能源科技有限公司 一种适用于不同地形的风电场地测风塔
EP3807532B1 (en) * 2018-06-14 2023-07-19 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine powertrain connection
CN113070987B (zh) * 2019-01-04 2023-01-24 上海电气风电集团股份有限公司 用于制作风电混凝土塔架的模具及风电混凝土塔架
CN110080272A (zh) * 2019-04-25 2019-08-02 上海交通大学 适于近海区域的海上风电单桩基础及海上风电装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55138566A (en) * 1979-04-17 1980-10-29 Shiroyama Seisakusho Kk Method of reinforcing prestressed concrete pole
JP2002061564A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電用風車
JP3648146B2 (ja) * 2000-10-16 2005-05-18 株式会社ピーエス三菱 風力発電タワー
US20060185279A1 (en) 2003-07-08 2006-08-24 Repower Systems Ag Foundations for constructions

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3942296A (en) * 1974-10-07 1976-03-09 International Telephone And Telegraph Corporation Tubular pole with base connection
US4242851A (en) * 1979-04-16 1981-01-06 Pohlman Joe C Pole construction
EP0191016A1 (en) * 1984-08-15 1986-08-20 Utilitech, Inc. Portable apparatus for and method of pole reinforcement
US6176062B1 (en) * 1996-02-05 2001-01-23 Osmose Wood Preserving, Inc. Pole protector
US6705058B1 (en) * 1999-02-12 2004-03-16 Newmark International Inc. Multiple-part pole
ES2160539B1 (es) * 2000-02-10 2003-04-01 Jimenez Belinchon S A Disposicion de camuflaje aplicable sobre torres soporte de antenas de tecelomunicaciones o similares.
US6470645B1 (en) * 2000-11-09 2002-10-29 Beaird Industries, Inc. Method for making and erecting a wind tower
JP4590810B2 (ja) * 2001-09-19 2010-12-01 パナソニック電工株式会社 倒壊防止機能付きポール
DE10152550A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-08 Gen Electric Bauelement
DK200200178A (da) * 2002-02-06 2003-08-07 Vestas Wind Sys As Ophængningsmidler til vindturbinetårne
WO2004099609A1 (en) * 2003-05-09 2004-11-18 Vestas Wind Systems A/S Wind turbine tower suspension arrangement
US20040020160A1 (en) * 2002-08-01 2004-02-05 Durocher Russell A. Concrete forming system
WO2004031578A1 (en) * 2002-10-01 2004-04-15 General Electric Company Modular kit for a wind turbine tower
CN1759242B (zh) * 2003-03-19 2010-05-26 维斯塔斯风力系统公司 风车塔以及为风力涡轮机建造大型塔的方法
CA2487429C (en) * 2003-04-09 2010-11-09 General Electric Company Method for generating a substantially uninterrupted connection of the peripheral wall portions of two adjacent tubular segments
US7116282B2 (en) * 2003-10-14 2006-10-03 John Trankina Tower reinforcement
ES2296058T3 (es) * 2004-02-04 2008-04-16 Corus Staal Bv Torre para un turbina de viento, pieza de pared de metal prefabricada para su uso en la torre para una turbina de viento y metodo para construir una torre para una turbina de viento.
US7464512B1 (en) * 2004-03-10 2008-12-16 Perina Mark J Hollow structural member
DE102004017006B4 (de) * 2004-04-02 2012-03-29 Aloys Wobben Verfahren zum Errichten eines Turmes
CN2714970Y (zh) * 2004-06-23 2005-08-03 上海同济高科技发展有限公司 双层钢筒体
ES1058539Y (es) * 2004-10-11 2005-04-01 Inneo21 S L Estructura perfeccionada de torre modular para turbinas eolicas y otras aplicaciones.
US20060185729A1 (en) * 2005-02-18 2006-08-24 Ingram Thomas L Double-walled flexible dispenser sump connection system
ES2246734B1 (es) * 2005-04-21 2007-04-16 STRUCTURAL CONCRETE & STEEL, S.L. Torre modular prefabricada.
US8051627B2 (en) * 2006-04-30 2011-11-08 General Electric Company Tower adapter, method of producing a tower foundation and tower foundation
ES2326010B2 (es) * 2006-08-16 2011-02-18 Inneo21, S.L. Estructura y procedimiento de montaje de torres de hormigon para turbinas eolicas.
WO2009056898A1 (es) * 2007-11-02 2009-05-07 Alejandro Cortina-Cordero Torre de concreto postensado para generadores eolicos
DE102008010660B3 (de) * 2008-02-22 2009-09-24 Repower Systems Ag Errichtung einer Windenergieanlage
KR101713618B1 (ko) * 2008-04-23 2017-03-08 프린시플 파워, 인코포레이티드 해안 풍력 터빈의 지지를 위한 워터-엔트랩먼트 플레이트 및 비대칭 무링 시스템을 가진 칼럼-안정화된 해안 플랫폼
CN201187421Y (zh) * 2008-07-03 2009-01-28 浙江华仪风能开发有限公司 风力发电机组塔架
US8106528B2 (en) * 2009-07-08 2012-01-31 Houly Co., Ltd. Horizontal axis wind turbine with rotatable tower

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55138566A (en) * 1979-04-17 1980-10-29 Shiroyama Seisakusho Kk Method of reinforcing prestressed concrete pole
JP2002061564A (ja) * 2000-08-22 2002-02-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風力発電用風車
JP3648146B2 (ja) * 2000-10-16 2005-05-18 株式会社ピーエス三菱 風力発電タワー
US20060185279A1 (en) 2003-07-08 2006-08-24 Repower Systems Ag Foundations for constructions

Also Published As

Publication number Publication date
US20110138731A1 (en) 2011-06-16
KR20120073154A (ko) 2012-07-04
EP2610488A1 (en) 2013-07-03
CN102713277A (zh) 2012-10-03
BRPI1004557A2 (pt) 2016-03-22
CA2722226A1 (en) 2012-02-24
JP5314708B2 (ja) 2013-10-16
JPWO2012025985A1 (ja) 2013-10-28
AU2010249278A1 (en) 2012-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5314708B2 (ja) 風力発電装置及び風車用タワー施工方法
JP5148689B2 (ja) モノポール式タワー及びモノポール式タワーを備える風力発電装置
JP5536197B2 (ja) タワー内装品ブラケット構造及び風力発電装置
EP1947328B1 (en) Joining device for hybrid wind turbine towers
US20110138706A1 (en) Wind turbine anchor element
US20130180199A1 (en) Flange connection for a wind turbine and method of connecting parts of a wind turbine
US20130283722A1 (en) Transition Structure Between Adjacent Tower Structures
JP5993756B2 (ja) 洋上構造物、及び洋上構造物の設置方法
US20150050152A1 (en) Segmented wind turbine hub
EP3699360B1 (en) Method of connecting a tower to a foundation and tower foundation assembly
WO2014068592A1 (en) Tower for a wind turbine
US9816489B2 (en) Wind turbine tower having floating platform
EP3290692B1 (en) Wind-turbine tower, wind turbine, and method of assembling wind-turbine tower
US20150068150A1 (en) Flange assembly for a tower segment
JP2010236224A (ja) 塔状構造物の基礎構造
WO2013100441A1 (ko) 강관말뚝 기초와 조립식 구조물을 사용한 해상풍력 구조물 및 그 시공 방법
KR20120073788A (ko) 풍력발전기용의 타워블럭형 풍력발전탑
KR101597565B1 (ko) 풍력발전기용 타워 및 그 설치방법
JP2020186522A (ja) 塔状構造体の基礎構造
TW201124618A (en) Single-column type tower post and wind-powered electricity generating device having the same.
KR20140033547A (ko) 풍력발전기 구조

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080002748.5

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010547776

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2722226

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010249278

Country of ref document: AU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010787984

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 948/DELNP/2011

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117007104

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10787984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10787984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI1004557

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20110325